专利名称：采用以适当角度向调节催化剂注入物料的下降催化裂化的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及在一种含烃物料从上到下流动的反应区中该含烃物料的流化床催化裂化方法(FCC)。
石油提炼厂主遇到的主要问题之一是使汽油生产与增加C3α-烯烃的生产一起达到最优。向上流动的FCC设备(立管)的工艺调整方法在于主要通过提高物料和催化剂的流动速度而降低在该催化区中的停留时间，以使其值低于0.5秒。与增加反应温度相结合，这种降低停留时间可能有利于一次裂化反应，不利于连续的氢转化和二次裂化反应。
在按同一思路所进行的另外一种工艺调整方法在于通过采用气体和催化剂下降并流流动，减少了向上流动设备所具有回混现象的特征。在这一类型的流动中，径向浓度与速度曲线是“扁平的”，这样接近人们熟知的“活塞”流，这种流动有利于汽油选择性和减少二次裂化反应。
与该类反应器相关的主要问题涉及热再生催化剂与含烃物料之间的紧密接触。
美国专利4919898描述了由来自蒸气加压床的长方口起形成一种催化剂垂帘。因此，这个床可调节在装有加压床的室与位于该床下游的催化剂与物料混合室之间的压力差。
该专利还描述了沿着其阀的方向注入该物料而形成其垂帘。
由于压力非常微小变化可导致流量非常大的改变，因此工业上为调节流量使用一种加压系统是极其棘手的，这可能导致固体流量不稳定，并因此可能不利于所需要产品的选择性。
US-A-5296181还描述了一种向下流动的催化剂的环状帘。至少部分物料通过紧靠在反应器上部的截锥形旋塞阀座下的径向开口注到底部。
欧洲专利申请EP-A-0209442也描述了现有技术，该专利申请描述了在第一流化环下游有一个阀，该流化环干扰了流化条件，甚至产生去流化作用，从而导致达到相应于散装床的密度。
本发明目的在于克服现有技术的缺点。
人们观察到通过调节催化剂的密度，使其以适当的几何方式流动，并使该物料注入反应区的区域优化，则可大大提高裂化反应的选择性。
更具体地，本发明涉及一种流化床催化裂化方法，包括在包括一个反应区或滴管区的催化裂化区中，一种石油物料催化裂化成更轻的流出物，在该反应区或滴管区中，在一个称作注入区的上端加入来自至少一个再生区的再生催化剂，通过一个有缩口的成形构件使催化剂成形，让催化剂与物料接触，形成催化剂和物料向下流动的混合物，并且使至少大多数物料在所述的注入区中蒸发，使所述物料裂化以得到更轻的流出物，在一个分离区下端，将废催化剂与流出物分离，回收流出物，并且让废催化剂循环到该再生区，本方法的特征在于使来自再生区的再生催化剂在注入区上游的密实流化床催化剂调节区中流动，该调节区包括一个气体分离区，流化气体的流化速度为0.1-30厘米/秒，在重力作用下控制流入注入区的催化剂流量，物料以与催化剂流动逆流方向，并依据物料的线性动量和催化剂线性动量在所预设的注入角度下，被注入到在催化剂成形构件下面的注入区中，并使含有已蒸发物料的混合物流入反应区或滴管中。
在重力作用下流过具有可变或不变通道的缩口截口的催化剂通量通常是200-20000千克/平方米·秒，优选地是1000-10000千克/平方米·秒；特别优选地是4000-6000千克/平方米·秒。
有利地，通过安装在围绕着注入区壁的多个注射器，以与水平面夹角小于或等于30度的角度，优选地是5-25度的角度注入物料。
通常，确定注入角β以使考虑物料的线性动量和催化剂的线性动量的矢量和几乎呈水平，例如在水平附近约10度。更具体地，该注入区中催化剂与物料的质量比可以是5-20(重量)，优选地是10-18(重量)。在重力作用下流过缩口的催化剂速度可以是0.1-20米/秒，有利地是0.5-5米/秒，而雾化物料液滴的速度通常是50-100米/秒，优选地是70-90米/秒。
例如能够以下述两种方式形成一个催化剂帘-根据第一种实施方案，可以使用一种形成所述帘的构件，该构件包括一个附在注入区壁上并与该壁连接的固定部件，和一个与固定部件配合的中心移动部件，以得到具有不同催化剂通道截面的所述缩口。因而通过改变所述催化剂成形构件的所述固定部件与所述移动部件之间的通道截面，可以调节已固定流量的注入区中的催化剂通量。这种可调整的调节方式在包括一种不稳定状态的设备起动时是特别有利的。
-根据第二种实施方案，可以通过一个包括与注入区的壁或与附在所述壁上的固定部件配合的中心固定部件的成形构件获得催化剂帘。
根据这种方案，有利地是圆锥形或截锥形的固定或移动的部件，与通常为圆筒形的壁一起决定了催化剂通道截面的缩口，依情况不同，其缩口是不变的或可改变的，优选地是环形。很明显，中心的固定或移动部件可以是圆筒形、球形或卵形的。这样一些催化剂成形构件在本申请人的专利(FR2631857)中作了描述，在此作为参考文献引入本文，该参考文献还描述了以与催化剂流动方向垂直的方向注入物料。
-根据第三种实施方案，催化剂能够穿过一个所述成形构件中的缩口，该成形构件具有一个基本固定但是圆形的通道截面。
使用可变开口的阀，根据第一种实施方案可以是这种阀，或者使用在将再生器再生的热催化剂加到调节区的管道上配置的可变开口阀，能够调节注入区中催化剂的流量。还可以通过设置在滴管出口的温度传感器控制该阀。
根据该方法的一个特征，该催化剂调节区可以包括一个在密实流化床水平之上的气体与催化剂的分离区，其高度是调节区总高度的三分之一至二分之一。可以通过将分离区的上部与再生区上部相连的压力平衡管道，使调节区中的压力和再生区中的压力平衡。在这些条件下，在调节区中和再生区中的密实流化床高度基本处于相同的水平。
由于在足够大的分离区空间中气体能够很容易与催化剂分离，因而基本上没有来自再生器的在催化剂加料管路中再产生的流化气体的气泡，因而没有观察到干扰固体的流动。
通常反应区中的注入室按尺寸加工，以得到给定质量的催化剂，这样使得催化剂在该区中的滞留时间一般是0.02-0.5秒，优选地是0.03-0.1秒。
催化剂可以是本技术领域中已知的一种催化剂，例如US5296131中列举的催化剂。
加入烃物料的构件可以是本技术领域技术人员熟知的优选地能够加入滴状烃物料的任何构件，其滴的平均直径优选地小于5×10-4米(m)，有利地小于1×10-4米(m)。更可取的是加入烃物料应使其在加入区中形成均匀分布的细滴。还可以随同烃物料加入一种有利于获得细滴的所述辅助雾化流体。这种辅助流体通常是一种如水蒸汽之类的气体，或是一种相对富含氢或富含来自石油提炼厂的其他设备的氢化化合物的气体。
这种雾化通常在反应区外进行。
这些常见类型的喷射器的末端通常在注入区内开口。其尺寸基本等于颗粒尺寸并以本发明的喷射角度喷射的物料液滴打破了催化剂蒸汽的垂帘。
这些喷射器通常装在注入区周围催化剂成形构件以下，并且它们的末端装在至少一个与反应区或滴管的轴基本垂直的平面上。
由物料喷射到注入区(或反应区)轴的理论落点到催化剂成形构件的最低点计算的这些物料喷射器的距离，至多是注入区直径的两倍。
该距离优选地是注入区直径的0.5-1倍。
优化该距离和逆流物料的注入角，与优化流过缩口的催化剂的流量相结合，能够大大改进汽油的选择性。
本发明还涉及一种带有向下流动反应器或滴管反应器的催化裂化设备，这种设备用于在裂化催化剂存在下催化裂化含烃物料，还用于生产一种轻产物流出物和焦化裂化催化剂流出物。该设备包括在滴管上游有一个催化剂成形缩口的构件，一个与滴管上部的注入室相通并使物料与成形催化剂接触的物料加入部件，一个在滴管下部的焦化催化剂流出物的分离室，和至少一个与分离室相通的再生焦化催化剂的室，和一条使再生室与催化剂成形构件相连的再生催化剂加料管道，所述设备的特征在于它包括一个在再生器与催化剂成形构件之间相连的调节密实流化床中再生催化剂的室，所述室包括流化部件，并有一个在所述室的上部有合适体积的催化剂与气体的分离区域，该区域与再生室的上部通过一条压力平衡管道相连，其特征还在于该物料注入室包括多个与物料加料管道相连的喷射器，在催化剂成形构件之下，以与催化剂流动逆流方向，以相对于水平小于或等于30°的角度向着所述室的轴加入物料。
参阅示意说明本发明的图以及沿纵轴所示的装置图，本发明可以得到更好的理解。
根据
图1，一种以本身已知方式带动的流化床催化裂化装置1主要包括一个滴管(向下流动反应器)13，在其滴管上部加入调节室2中已调节的催化剂。这个室由倾斜管道3加入来自再生区的催化剂，在上述情况下，再生区包括两个叠置的流化床再生器4和17。
在滴管的上部由喷射器12往该滴管加入物料，并与热的再生催化剂(约780℃)接触而蒸发。在本身已知的汽提器14中流出物与催化剂分离，通过管道15抽出，而例如用水蒸汽汽提一次并含有焦的催化剂通过循环管道16循环到第一个再生器17中。在含有氧的气体存在下部分再生的催化剂，通过提升器25向上进入第二再生器4，在含有氧的气体存在的情况下，该催化剂经过第二个燃烧步骤。分离器或再生器中的旋风分离器或流化部件在这里不再描述，这都是本技术领域的技术人员熟知的，并且为了简化起见也不再在图中示出。
更具体地，来自第二个密实流化相再生区的热再生催化剂，在重力作用下由倾斜管道3加到位于滴管13上游的密实流化床调节室2。
流化环5以10厘米/秒的速度向催化剂调节室的下部分提供了流化气体5a，该气体可以是蒸汽。因而这种催化剂的密度例如是550-800千克/立方米，典型地是600千克/立方米。
催化剂调节室2的尺寸加工为使其上部有一个催化剂与气体的分离区域，该区域位于管道3入口之上，并且其高度是调节室总高度的三分之一与四分之一。压力平衡管9将分离区与第二个再生器的上部连接起来。
在这些条件下，第二个再生器中的流化床水平面7由一台物料水平面探测器23，和由提升(升高)催化剂的气体流量调节器24控制，以提升催化剂，所述水平面7与调节室中的流化床水平面6基本一致。
在调节室2的下流，该装置包括一个注入室10，其直径至少等于滴管的直径，在其入口，一个通量调节阀，即一个催化剂垂幕形成阀使催化剂通过开口或缩口环形截面的流量达到约800千克/平方米·秒。
该阀能够具有一个固定的中心部件或插入物，该中心部件或插入物通过注入区壁与催化剂加料管道3上的另一个流量调节阀19一起决定了催化剂流的预设通道截面。
根据另外一种未示出的实施方案，催化剂帘形成阀可以包括一个与如FR-A-2631857中所述的圆棒相连接的可移动中心部件，该圆棒被一个装有吹扫气体的套管与催化剂分开。所述阀的可移动中心部件及其基座决定了由调节阀19运送一定流量催化剂的合适环形通道截面，因而确定了合适的通量。
注入室的直径通常比缩口(形成圆形催化剂幕的最大直径)的大，因此物料喷射器的喷嘴不会截住催化剂帘。
物料在该装置外雾化后，通过使用在与滴管轴基本垂直的平面上的在其周围配置的多个喷射器12注入，在喷射器内，物料液滴的喷射以与催化剂的垂幕逆流的方向，在阀11以下以接近于25度的喷射角指向所述的轴，因此喷射能够打破催化剂垂幕。
由物料喷射到注入区(或反应区)轴的理论落点到催化剂成形构件的最低点计算的这些物料喷射器的距离，最多是注入区直径的两倍，该距离优选地是注入区直径的0.5-1倍。
这些喷射器远离阀11可防止腐蚀阀，并避开了在催化剂和/或物料喷射器以上的再循环区。
与热的催化剂接触时物料被蒸发，该混合物然后能够流向滴管13的下部，在那里进行裂化反应。这种滴管的直径比喷射室的直径小。
在用水蒸汽汽提之后通过管15回收裂化流出物，并将催化剂循环到第一个再生器17。
通常由装在滴管下端的传感器21给出的温度测定结果20通过管22控制流量调节阀19。
该设备通常通过关闭可变流量的缩口11或关闭一个在该图上未示出的阀，例如位于构件11之下的阀来起动，当该构件有中心固定部件时，还确定了催化剂不变的通道截面。
通过流量阀19和压力平衡管道9，这些操作能够把催化剂调节室装满达到适当水平。
面对喷射物料的催化剂成形构件的部件可以是凹形的，因而确定了能够改进裂化反应选择性的物料蒸发的限制区。
实施例在一个向下流动的催化裂化器中加入一种石油物料，该物料的密度d415=0.95，50％馏出物的温度T50=510℃，根据本发明的操作条件如下催化剂Grace Davidson公司的Octa 4型催化剂颗粒密度1280千克/米3平均直径75微米催化剂流量1吨/小时催化剂与物料的质量比c/o=17调节区的流化速度15厘米/秒，相应于密度580千克/米3流过环形通道截面的催化剂通量980千克/米3.秒雾化物料液滴的速度70米/秒第二个再生器出口的温度等于催化剂调节区的温度780℃滴管出口温度550℃。
物料注射器轴相对于插入件(最低点)的距离是注入室直径的0.倍。
下面的对比表表明其他操作参数不变时物料注入角度的影响
该实施例表明，与并流注入或与逆流注入但角度大于30度相比，与在注入室中加入呈帘状的、适当密度与流量的催化剂相结合，物料与催化剂逆流注入(β=22度)具有优点。
由于热催化剂与物料液滴较好接触，这样有利于重产物的转化，为的是获得可增值的轻馏分(汽油和LPG)。
权利要求
1.在包括一个反应区或滴管区(13)的催化裂化区中，一种石油物料流化床催化裂化成更轻流出物的方法，在该反应区或滴管区，在一个称作注入区(10)的上端加入来自至少一个再生区(4)的再生催化剂，通过一个有缩口的成形构件(11)使催化剂成形，让催化剂与物料接触，形成催化剂和物料向下流动的混合物，并且使至少大多数物料在所述的注入区中蒸发，使所述物料裂化以得到更轻的流出物，在一个分离区(14)下端，该流出物与废催化剂分离，回收流出物，并且让废催化剂循环到该再生区，该方法的特征在于使来自再生区(4)的再生催化剂在注入区上游的密实流化床催化剂调节区(2)中流动，该调节区包括一个气体分离区(8)，流化气体的流化速度为0.1-30厘米/秒，控制在重力作用下流入注入区的催化剂流量，物料以与催化剂流动方向逆流的方向，并依据物料的线性动量和催化剂线性动量在所预设的注入角度下，被注入到在催化剂成形构件下面的注入区中，并使含有已蒸发物料的混合物流入该反应区中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中注入区中c/o(催化剂与物料)质量比是5-20，优选地是10-18。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在注入区中催化剂的速度是0.1-20米/秒，优选地是0.5-5米/秒，雾化物料的速度是50-100米/秒，优选地是70-90米/秒。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中采用催化剂成形构件产生催化剂帘，该构件包括一个与注入区壁连接的固定部件和一个与所述部件配合的中心移动部件，以便得到具有可变通道截面的所述洪催化剂通过的缩口。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其中通过改变所述催化剂成形构件的固定部件与移动部件之间的通道截面，调整注入区中催化剂流量以达到预设的流量。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中在重力作用下由催化剂成形构件排出催化剂，该构件包括具有不变通道截面的所述缩口。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中催化剂以通量为200-20000千克/米2.秒，优选地是1000-10000千克/米2.秒通过该通道截面。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其中物料在注入区中停留时间是0.02-0.5秒。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其中催化剂调节区包括在流化床上面的气体分离区(8)，其高度基本确定在约再生区中流化床的高度，其高度是催化剂调节区总高度的四分之一至二分之一，其中通过将该分离区与再生区上部连接的平衡管道(9)使调节区中与再生区中的压力平衡。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其中物料的注入角度小于或等于30度，零角度值除外，优选地是5-25度。
11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的方法，其中注入区的直径大于或等于反应区的角度。
12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的方法，其中由物料喷射到注入区(或反应区)轴的理论落点到催化剂成形构件的最低点计算的这些物料喷射器的距离，最多是注入区直径的两倍。
13.催化裂化设备，这种设备用于在裂化催化剂存在下催化裂化含烃物料，还用于生产一种轻产物流出物和焦化裂化催化剂流出物，该设备包括滴管(13)，一个构件(11)，在滴管上游该构件有一个催化剂成形缩口，一个与滴管上部的注入室(10)相通并使物料与成形催化剂接触的物料加入部件，一个在滴管下部的焦化催化剂流出物的分离室(14)，和至少一个与分离室相通的再生焦化催化剂室(4)，和一条使再生室与催化剂成形构件相连的再生催化剂加料管道(3)，所述设备的特征在于它包括一个在再生器与催化剂成形构件之间相连的调节密实流化床中再生催化剂的室(2)，所述室包括流化部件(5)，并有一个在所述室的上部有合适体积的催化剂与气体的分离区域(8)，该区域与再生室的上部通过一条压力平衡管(9)道相连，其特征还在于该物料注入室包括多个喷射器，该喷射器在催化剂成形构件之下，以与催化剂流动逆流方向，以相对于水平小于或等于30度的角度向着所述室的轴加入物料。
14.根据权利要求13所述的设备，其中催化剂成形构件包括一个与注入区的壁连接的固定部件和一个与所述固定部件配合的中心移动部件，以便形成所述的缩口和生成催化剂帘。
15.根据权利要求13所述的设备，其中催化剂成形构件包括一个不变的催化剂通道截面的缩口。
16.根据权利要求13-15中任一权利要求所述的方法，其中由物料喷射到注入区(或反应区)轴的理论落点到催化剂成形构件的最低点计算的这些物料喷射器的距离，至多是注入区直径的两倍。
全文摘要
本发明描述了一种石油物料的催化裂化分方法,其中来自再生区4的催化剂流到在注入区10上游的密实流化床调节区2中,流化速度是0.1—30厘米/秒。通过缩口构件11调节流入注入区10中的催化剂通量,在缩口构件11之下,以与成形催化剂流动逆向的方向,并依据物料和催化剂的线性动量在所预设的注入角度下,注入含烃物料。
文档编号B01J8/08GK1208432SQ9719170
公开日1999年2月17日 申请日期1997年9月16日 优先权日1996年9月18日
发明者R·庞蒂尔, R·波尼费伊, G·考特胡瑟, M·德波佐, T·戈捷 申请人:法国石油公司